压力

压力是垂直作用于流体或固体界面单位面积上的力。

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基本资料

压力是垂直作用于流体或固体界面单位面积上的力。 中文名称压力 外文名称Pressure 表达式:F=PS 应用学科:物理

物理术语

定义

  英文名称:Pressure  垂直作用于流体或固体界面单位面积上的力。界面可以是指流体内部任意划分的分离面,也可以是流体与固体之间的接触面。任意流体元表面都受到来自外界的作用力,称表面力。对于流体质点所受的表面力,可以用通过该点任意3个互相垂直表面(其外法线方向分别为x、y、z)上的应力表示。σx、σy、σz为3个面上的法应力,由于流体不承受拉力,法应力必为负值,即指向内法线方向。τxy、τyx、τyz、τzy、vzx、τxz为剪应力(如vxy为垂直y表面上沿x方向应力),即流体层之间的摩擦应力或粘性应力,取决于流动状态。若流体处于静止状态,或虽处于运动状态,但流体是理想的(即完全忽略其粘性),则所有剪应力都为零,流体质点仅承受各方向相等的法应力。对于运动的粘性流体,6个剪应力不会同时为零,3个法应力也不会都相等,通常定义质点压力为3个法应力平均值的负值,即p=-(1/3)(σx+σy+σz),同样是与方向无关的。运动流体中质点实际承受的压力为静压。若流体速度为v,当流体等熵地减速至零时所能具有的压力称为总压。(1/2)ρvsup2(ρ为密度)具有压强量纲,可视为流体具有的一种潜在的压力,称为动压。根据伯努利方程,不可压缩流体的总压等于静压与动压之和。在国际单位制中,压强的单位为帕斯卡(简称帕),1帕=1牛顿/米2。标准条件【温度T=288.15开(K),空气密度ρ=1.225千克/立方米】下海平面高度大气压力为101325帕,称为标准大气压。工业上采用1千克力/厘米2为1个工程大气压,其值为98066.5帕。气象学中定义106达因/厘米2为1巴,1巴=105帕,接近1个标准大气压。流体的压力与温度、密度等参数有关。理想气体压力p=ρRT,式中R为气体常数,与气体种类有关,空气的R=287.0焦/(千克·开/摄氏度)【J/(kg·K/℃)】。液体压力随密度而增加。  在中学物理教科书中,将压力和压强作为两个不同的物理量来对待。但是在热力学、流体力学等专业和工程中,压力和压强是作为一个物理量来对待的。

压强介绍

  1.压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越显著。  2.受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越显著。  压力与重力  (1)压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的;重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引作用而产生的。  (2)压力的方向没有固定的指向,但始终和受力物体的接触面相垂直。(因为接触面可能是水平的,也可能是竖直或倾斜的)重力有固定的指向,总是竖直向下。  (3)压力可以由重力产生也可以与重力无关。当物体放在水平面上且无其他外力作用时,压力与重力大小相等。当物体放在斜面上时,压力小于重力。  (4)压力的作用点在物体受力面上,重力的作用点在物体重心。  力可以使物体产生形变。例如,用木棒从各个角y挤压面团,可看到,当木棒离开后,面团上留下一个个的凹坑,这种使面团发生凹陷形变的力为压力。  不少学科常常把压强叫做压力,同时把压力叫做总压力。这时的压力不表示力,而是表示垂直作用于物体单位面积上的力。

主要单位

  压力   国际单位:“牛顿”,简称“牛”,符号“N”;  压强  国际单位:“帕斯卡”,简称“帕”,符号“Pa ”;  换算 1帕(Pa)=1N/㎡;  1兆帕(MPa)=145磅/平方英寸(psi)=10.2千克力/平方厘米(kgf/c㎡)=10巴(bar)=9.8大气压(at m)   1磅/英寸2(psi)=0.006895兆帕(MPa)=0.0703千克/平方厘米(kg/c㎡)=0.0689巴(bar)=0.068大气压(at m);  1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=14.503磅/平方英寸(psi)=1.0197千克/平方厘米(kg/c㎡)=0.987大气压(at m);   1大气压(at m)=0.101325兆帕(MPa)=14.696磅/平方英寸(psi)=1.0333千克/平方厘米(kg/c㎡)1.0133巴(bar);  1毫米汞柱(mmHg)=133.33帕(Pa);

公式

  压强=压力/受压面积(P=F/S);  压力=压强*受力面积(F=PS)。

有关解释

  1.大气压:地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。  2.差压(压差):两个压力之间的相对差值。  3.绝对压力:介质(液体、气体或蒸汽)所处空间的所有压力。  绝对压力是相对零压力而言的压力。  4.表压力(相对压力):如果绝对压力和大气压的差值是一个正值,那么这个正值就是表压力,即表压力=绝对压力-大气压0。  5.负压(真空表压力):和“表压力“相对应,如果绝对压力和大气压的差值是一个负值,那么这个负值就是负压力,即负压力=绝对压力-大气压0。  6.静态压力:一般理解为“不随时间变化的压力,或者是随时间变化较缓慢的压力,即在流体中不受流速影响而测得的表压力值”。  7.动态压力:和“静态压力”相对应,“随时间快速变化的压力,即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。”通常用1/2ρν2计算。式中ρ—流体密度;v—流体运动速度。” ? ?

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